Yksi pelottavimmista asioista syövässä on sen leviämistapa, jolloin syöpäsolut vapautuvat ja leviävät koko kehoon, laskeutuvat muihin elimiin ja alkavat kasvaa siellä. Metastaasiksi kutsuttu prosessi on usein kuolemantuomio, kohta, jossa parhaista syövän torjuntatekniikoista tulee tehottomia. Mutta se on hankalaa seurata; meillä ei ole keinoa kuvata kokonaisia järjestelmiä yksityiskohdilla, joita tarvitaan muutaman vaikeasti metastasoivan solun havaitsemiseksi.
Tätä varten Tokion yliopiston lääketieteellisen korkeakoulun tutkijat ovat kehittäneet Cell Reports -lehdessä julkaistu kuvantamismenetelmän, joka osoittaa etäpesäkkeet reaaliajassa yksittäisten solujen tasolla. Tekniikka perustuu modifioituihin syöpäsoluihin, jotka hehkuvat, ja kemialliseen cocktailiin, joka muuttaa elimet läpinäkyviksi, mikä tekee modifioitujen solujen lähettämät fluoresoivat signaalit helpommin havaittavissa. Tämä puolestaan voi tarjota kattavamman kuvan ja paremman ymmärryksen metastaasista, joita tutkijat voisivat käyttää parempien lääkkeiden kehittämiseen.
"Yksi syöpämetastaasien analysoinnin vaikeuksista on, että se leviää mihin tahansa kehon kohtaan", kertoo tutkimuksessa työskennellyt farmakologian professori Hiroki Ueda. ”Se menee aivoihin, haimaan tai munuaisiin. Koko kehon analysointi korkealla resoluutiolla on melko tärkeää ymmärtää koko etäpesäkekuvan. ”
Kun syöpä metastaasistuu, mistä tahansa niistä järjestelmän kelluvista soluista voi tulla kasvu. Ja on tärkeää saada heidät kaikki kiinni. Kuten bakteerit, jotka kehittävät resistenssiä antibiooteille, syövän hoitaminen kemoterapialla voi jättää eristetyt solut tai pesäkkeet taakse, ja niistä tulee sitten todennäköisesti lääkkeille vastustuskykyisiä linnoituksia. Prosessin tekeminen näkyväksi tutkimuksessa voi auttaa tutkijoita ymmärtämään, minkä tyyppiset syöpäsolut todennäköisesti muodostavat ns. Pahanlaatuisia lähteitä, ja auttamaan suunnittelemaan lääkkeitä erityisesti niiden torjumiseksi.
Ohjaushiiri on vasemmalla puolella ja läpinäkyvä hiiri, jonka elimet on tehty läpinäkyväksi kemiallisella huuhteluella, on oikealla. (Kubota et ai.) Kudosten puhdistus - prosessi solujen läpinäkyvämmäksi tekemiseksi - keksittiin noin sata vuotta sitten, ja sitä on käytetty kuvantamisessa syöpätutkimuksissa, bakteeri-infektioissa ja autoimmuunisairauksissa yli kymmenen vuoden ajan. Ueda, hänen yhteistyökumppaninsa Kohei Miyazono ja heidän ryhmänsä kehittivät toisen, kaksivaiheisen kemiallisen cocktailin, joka parantaa yksityiskohtaisemmin kuin vanha menetelmä. Elinten kuvantamisen helpottamiseksi tutkijat tarvitsivat valoa virtaamaan suoraan kudoksen läpi, taittamatta liian paljon kudoksen eri tiheyksien vuoksi. Ensimmäinen vaihe vähentää lipidejä, jotka taistelevat paljon valoa, ja toinen vaihe lisää taitekerrosta elinten ympäristössä, jotta se sopisi paremmin elimeen, antaen valon kulkea puhtaasti läpi. Prosessin tuloksena on riittävän selkeä visualisointi, että tutkijat näkevät yksittäiset syöpäsolut.
Menetelmän testaamiseksi Ueda ja Miyazono injektoivat syöpäsoluja hiiriin ja lopettivat ne eri vaiheissa. Puhdistuksen vuoksi yksityiskohdat antoivat heille mahdollisuuden nähdä yksittäiset solut eri elinten kudoksissa, mukaan lukien aivot, keuhkot, maksat ja suolet. Teoreettisesti, huomauttaa Ueda, voisit nähdä syöpäsolut toisella tekniikalla, 2D-histologialla, jossa hienoja viipaleita elimiä tutkitaan syöpäsolujen varalta, mutta aika, joka vaaditaan riittävästi viipaleita kustakin elimestä, on kohtuuton. Kudoksen puhdistus yhdistää in vivo bioluminesenssin kanssa mahdollisuuden koko elimen tai koko kehon kolmiulotteiseen skannaukseen erittäin nopeasti.
Tässä vaiheessa tämä tekniikka on todella hyödyllinen vain tutkimuksessa, huomauttaa Takeshi Imai, Kyushun yliopiston lääketieteellisen tutkijakoulun neurofysiologian professori, joka ei ollut mukana tutkimuksessa. Tämä johtuu siitä, että prosessi tappaa kudokset, joissa se toimii, ja koska normaalit syöpäsolut eivät fluoresoi. Mutta sen pitäisi silti olla hyödyllistä, hän lisäsi. "Jos käytät hiirimalleja, voit tutkia syöpäsolujen jakautumista koko kehon mittakaavassa, minkä pitäisi olla hyödyllistä tutkia syöpämetastaasit ... samoin kuin syöpälääkkeiden vaikutukset", hän sanoo. "Aikaisemmin patologiset tutkimukset tehtiin vain ohuille kudosleikkeille."
Mutta raivausta voitaisiin yhtenä päivänä käyttää biopsioissa, joissa osa kudoksesta poistetaan. Ja jos menetelmää voitaisiin hienosäätää, on mahdollista, että se voisi toimia elävissä kohteissa.
"Jatkossa lähitulevaisuudessa ehkä tällaista tekniikkaa voidaan soveltaa paitsi eläintutkimuksiin myös ihmisten kliinisiin tutkimuksiin tai toimintoihin”, Ueda sanoo.
Tämä on kolmiulotteinen skannaus hiirestä, jonka elimet tehtiin läpinäkyviksi tutkiaksesi paremmin kuinka syöpä leviää kehon läpi. Kohteliaisuus Tokion yliopisto ja soluraportit
